V-ATPase在TMEM25调节溶酶体酸化及癫痫发作中的作用及机制研究
批准号:
82101527
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
张海清
依托单位:
学科分类:
神经电活动异常与发作性疾病
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
张海清
中文摘要
癫痫发作导致神经元溶酶体功能紊乱。前期研究发现,跨膜蛋白25(TMEM25)是调节溶酶体酸化的重要蛋白,过表达TMEM25可抑制兴奋性突触传递和减少癫痫发作,但其作用机制尚不清楚。溶酶体是自噬和内吞成分的降解中枢,液泡膜-ATP酶(V-ATPase)介导的质子在溶酶体酸化中起重要作用。通过预实验发现,TMEM25与V-ATPase存在相互作用,可影响V-ATPase表达水平,抑制V-ATPase可阻断TMEM25对神经元活性的作用。据此我们提出假说:V-ATPase介导的质子转运在TMEM25调节溶酶体酸化及癫痫发作中起重要作用。本课题拟在分子、细胞和动物等多层面,利用分子生物学、全细胞膜片钳、动物行为学等技术,明确TMEM25对于V-ATPase介导的质子转运的调节作用,从而揭示TMEM25调节癫痫发作及溶酶体酸化的机制,为进一步探索TMEM25的功能及抗癫痫治疗的新靶点提供理论依据。
英文摘要
Epileptic seizures lead to neuronal lysosome dysfunction. In our previous study, we have found that transmembrane protein 25 (TMEM25) is an important protein regulating lysosomal acidification. Overexpression of TMEM25 can inhibit excitatory synaptic transmission and reduce epileptic seizures. But its mechanism is unclear. Lysosomes are the degradation centers of autophagy and endocytosis components, and V-ATPase is a pH-sensitive proton transporter that plays an important role in lysosomal acidification. It was found that TMEM25 interacts with V-ATPase, could regulate the expression level of V-ATPase and inhibition of V-ATPase could block the effect of TMEM25 on neuronal activity. Based on this, we hypothesized that V-ATPase mediated proton transport plays an important role in TMEM25's regulation of lysosomal acidification and epileptic seizures. This study intends to clarify the effect of TMEM25 on V-ATPase mediated proton transport and lysosomal acidification, and its mechanism on the levels of molecule, cell, animal and tissues from epileptic patients, by using molecular biology, whole-cell patch clamp and animal experiments techniques. By these studies, we hope to reveal the mechanism of TMEM25 regulating epileptic seizures and to provide a new theoretical basis for exploring new targets for antiepileptic.
项目背景:癫痫发作导致神经元溶酶体功能紊乱。前期研究发现,跨膜蛋白25(TMEM25)具有调节溶酶体酸化、抑制兴奋性突触传递和减少癫痫发作的作用。溶酶体液泡膜-ATP酶(V-ATPase)介导的质子在溶酶体酸化中起重要作用。本课题探讨TMEM25通过V-ATPase调节神经元溶酶体酸化及NMDAR介导微小兴奋性突触后电流参与癫痫发作及可能机制。.主要研究内容:1.慢病毒干预TMEM25表达后对海人酸(Kainic acid, KA)诱导慢性小鼠癫痫模型溶酶体数量、溶酶体酶水平、溶酶体超微结构的影响;2.检测TMEM25与V-ATPase的相互作用、表达水平及降解速率的影响,慢病毒干预TMEM25以及联合V-ATPase激动剂、抑制剂对溶酶体酸化的影响;3.慢病毒干预TMEM25以及联合V-ATPase激动剂、抑制剂干预后,膜片钳检测对海马CA1区锥体神经元兴奋性;4.构建KA诱导慢性癫痫小鼠模型,干预V-ATPase和TMEM25后对癫痫小鼠行为学和在体场电位的影响。.重要结果及关键数据:1.TMEM25过表达可增加溶酶体标志物、溶酶体酶表达水平,改善溶酶体超微结构;而TMEM25敲减具有相反作用。2.V-ATPase抑制剂BafA1可逆转TMEM25过表达所致溶酶体酸化水平增高,TMEM25仅与V-ATPase的ATP6V0D1亚基存在相互作用,TMEM25过表达ATP6V0D1降解速度减慢。3.在离体脑片膜片钳实验中,TMEM25过表达可引起海马神经元NMDAR-mEPSCs的波幅减低,抑制V-ATPase能逆转TMEM25过表达所致神经元兴奋性改变。4.TMEM25过表达可降低小鼠自发性痫性发作次数、延长潜伏期,抑制V-ATPase能逆转上述癫痫行为学改变。.结论:V-ATPase在TMEM25调节溶酶体功能及癫痫发作中的作用,TMEM25与V-ATPase存在相互作用并影ATP6V0D1表达水平。V-ATPase介导的质子转运参与TMEM25调控神经活性及癫痫发作,为探索TMEM25的功能及寻找癫痫治疗的新靶点提供新的理论依据。.科学意义:本项目通过干预TMEM25表达及V-ATPase活性,结合小鼠行为学、分子生物学及电生理学等技术,从分子角度揭示TMEM25调节溶酶体酸化及癫痫发作的机制。本研究成果有望为癫痫的临床治疗和药物靶点开发提供新的研究方向。
组蛋白乳酸化修饰通过GPR3推动代谢重编程调节癫痫发作的分子机制研究
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批准号:32460197
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项目类别:地区科学基金项目
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资助金额:33.00万元
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批准年份:2024
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负责人:张海清
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依托单位:
国内基金
海外基金